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信息安全组件设计方案
来源: | 作者:innotion | 发布时间: 2016-01-21 | 5857 次浏览 | 分享到:
苏州英诺迅科技股份有限公司



信息安全组件设计方案




Table Of Contents

1概述.

1.1背景介绍

2芯片简介

2.1基本结构.

2.2接口功能

2.3工作条件

2.4技术指标

3应用方案 ——信息安全组件.

4.1基本架构

4.2关键模块.

4.2.1振荡模块.

4.2.1增益模块

4.2.1功率输出模块

4.2.1电源模块.

5关于英诺迅科技

 

1概述

1.1背景介绍

目前,随着无线广播、通信、WLANGPS导航等无线射频微波技术迅速发展和普及,人们的生活已经与无线通信技术紧密相关,企业、政府机关、学校等单位对会议室、考场等场所无线信号屏蔽的需求也迅速增加。目前国内无线信号屏蔽器市场规模已达数十亿人民币,且呈现出明显增长的趋势。

市场上现有的屏蔽器多采用阻塞式干扰技术,阻塞式干扰是指当强的干扰信号与有用信号同时加入接收机时,强干扰信号会使得接收机链路的非线性器件饱和,产生非线性失真。信号屏蔽器在工作时以一定的速度从信号信道的低端频率向高端扫描,该扫描可以在接收机接收信号过程中形成乱码干扰,使得接收机不能检测出从基站发出的正确数据,从而使其不能与基站建立连接。这种干扰方式的优点是结构简单、可靠性高、干扰速度快并且效果稳定,但缺点是需要屏蔽器产生功率足够大的干扰信号,因此模组设计时需要大功率的功放芯片。

针对目前市场上缺少大功率屏蔽器模组的现状,结合英诺迅已有的大功率信号发射系统的设计方案,提供300MHz-2.7GHz频段内大功率信息安全组件设计方案。采用了公司型号为YP242034YP2233WYP3236WYP160842YP201646等多款GaAs(砷化镓)功放芯片及LDMOS(横向扩散金属氧化物半导体)晶体管。模组工作时能够根据不同需求产生2W-30W的扫描干扰信号,在-75dBm信号强度的测试环境下,能够屏蔽半径几十米以内的无线信号,具备较强的市场竞争力。

本应用方案以YP242034为例。

2芯片简介

2.1基本结构

YP242034是一款性能可靠的高增益功率放大器,可用作驱动级或者高功率输出放大器,广泛应用于IEEE 802.11b/g/n WLAN2.4G ISM频段的各类无线设备。

该芯片采用两级级联结构,如图1所示,提供高功率、高线性度的同时具有很高的功率附加效率,这种性能是通过先进的微波集成电路设计和最高端的InGaP/GaAs HBT晶体管工艺实现的。该芯片采用14脚的表面贴装型封装,整体尺寸只有4×4mm2,内部还集成ESD保护单元,非常适合于需要高功率、高线性度的射频功率放大器解决方案。



1YP242034芯片结构示意图

2.2接口功能

1:接口描述

Pin No.

Symbol

Description

4, 5, 6,8 , 13,15

NC

No connection or connect to ground

3

RF IN

RF input

2, 14

VR1/VR2

Bias current control voltage

16

VCCD

Supply voltage for power detector

1

DET

Provides an output voltage proportional to the RF level

9, 10, 11, 12

RFOUT&VCC2

RF output and Stage2 supply voltage

 7

VCC1

Supply voltage for the 1st stage

2.3工作条件

YP242034的工作条件要求如表2所示。

2:绝对最大值范围

参数

范围

单位

输入功率

15

dBm

供电电源

3.3 to 6

V

静态电流

260 to 300

mA

工作温度

-40 to +85

°C

存储温度

-40 to +150

°C

注:具体参数请参考芯片Datasheet

2.4技术指标

YP242034的基本电气特性如表3所示。

3:电气特性

参数

符号

规格指标

工作频率

Freq

2.4~2.5GHz

2.5

GHz

工作电压

VCC

3.3~6V

增益

Gain

20~22dB

输出功率

P1dB

34dBm@VCC=6V

dBm

误差矢量幅度

EVM

2.5% EVM@28 dBm for 802.11g 54Mbps, 6.0V

静态电流

IQ

260~300mA

dB

输入损耗

RL

15dB

注:具体参数请参考芯片Datasheet

3应用方案 ——信息安全组件

人们的生活已经与各类无线通信技术紧密相关,企业、政府机关、学校等单位对会议室、考场等场所无线信号屏蔽的需求也迅速增加。本应用方案将给出一个设计实例的基本介绍,用户可以根据具体需求,在此基础上选择合适的功能芯片和外围电路,实现理想的产品性能。

4.1基本架构

该应用方案基于公司自主研发的板载VCO(压控振荡器),可以产生300MHz-2.7GHz的振荡信号,信号带宽可以达到15%中心频点的相对带宽,从而实现对所有主流通信频段如VHF(甚高频)、UHF(特高频)、GSMGPSDCS3G4G等的全覆盖。

该方案具备12V供电12V控制、12V供电5V控制以及5V供电5V控制三种工作模式,并且可以实现中心频点调节、带宽调节以及功率调节等功能,可满足不同用户的屏蔽需求。

核心模块全部采用英诺迅自主知识产权的Gain Block(增益模块)以及PA(功放芯片),性能稳定,可靠性高。模块输出干扰信号波形稳定,带内平坦度达到1dB以内,信号扫描周期可根据实际需求自行定义,极限扫描周期为5us

该方案特点:兼容能力强,可根据市场上各种类型的用户进行定制服务,最大限度地降低研发和生产成本;输出功率高,末级功放采用公司成熟的功放芯片方案;可靠性高,经过低温起振实验(-20℃)、烧机实验(15Days)以及开短路实验验证,性能稳定;品质有保证,不同于市面上同类产品的双面板和镀锡工艺,本方案使用4层板工艺,全板沉金制作,外形美观大方;成本可控,由于使用了自主研发的VCO以及PA,可以大大降低模组的生产成本,价格竞争优势较大。

2 系统框图

4.2关键模块

4.2.1振荡模块

555时基电路通电后产生按一定频率扫描的锯齿波信号,此锯齿波信号作用于VCO内部带变容二极管的谐振腔后产生相应带宽的初始信号源,然后通过VCOColpitts振荡结构产生持续扫描的干扰信号。

4.2.1增益模块

VCO输出的干扰信号经过∏型衰减器和LC滤波器之后,进入到YG602020宽带增益模块进行第一次信号放大,输出信号再经过一级∏型衰减器后把功率控制到小于后级PA的最大输入功率,防止PA功率过推烧毁芯片。

4.2.1功率输出模块

这个模块主要由双路合成的PA芯片和末级LDMOS晶体管构成,PA芯片和LDMOS晶体管根据干扰信号的不同选择不同的型号,其中PA芯片部分1GHz以下选择YP3236W1-1.8GHz选择YP2233W1.8-2.7GHz选择YP242034LDMOS晶体管部分2GHz以下选择YP1608422-2.7GHz选择YP201646。通过选择不同的组合可产生不同功率的干扰信号,最终通过天线将信号发射出去。

4.2.1电源模块

由一个DCDC电源和两个LDO低压差稳压器组成,为模组中所有有源器件提供工作电压和控制电压,并起到稳定工作电压的作用。

5关于英诺迅科技

苏州英诺迅科技股份有限公司成立于2008年,是一家专注于射频及微波集成电路芯片设计,并为客户提供系统级解决方案的高科技企业。

公司目前主要产品有射频及微波功率放大器(PA)芯片及模组(PAM)、多用途MMIC开关芯片和微波宽带小信号放大器芯片、增益模块(Gain Block)、ESDEMP保护芯片等,主要应用于3G无线基站、GSMCDMAWLANWiMaxRFID、卫星导航等射频通信系统。

如果还需要更多关于本方案或者其他更多产品信息,请联系:

苏州英诺迅科技股份有限公司

苏州工业园区林泉街399号三江院

电话:0512-62997198

传真:0512-62997188

邮件:sales@innotion.com.cn

网址:http://www.innotion.com.cn


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